煤礦膏體充填支架結(jié)構(gòu)與液壓系統(tǒng)建模仿真研究.pdf

1、充填開(kāi)采是解決“三下壓煤”的根本途徑，現(xiàn)階段充填開(kāi)采技術(shù)依然無(wú)法滿足高效環(huán)保的綠色理念。究其重要原因在于充填開(kāi)采的工藝設(shè)備無(wú)法達(dá)到工作面所需要的開(kāi)采及充填要求。本文通過(guò)理論分析和模擬研究的手段，以汾西集團(tuán)新陽(yáng)煤礦10203工作面地質(zhì)條件為背景，針對(duì)該礦的支架?chē)鷰r力學(xué)關(guān)系、支架三維模型及壓架模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、ANSYS支架結(jié)構(gòu)有限元分析、支架液壓系統(tǒng)模型構(gòu)建與仿真四個(gè)方面展開(kāi)研究。
　　首先，以礦壓基本理論為中心，分析了支架、圍巖所受載

2、荷的情況，建立了充填系統(tǒng)的等效彈簧支護(hù)模型。重點(diǎn)以充填支架與圍巖相互的作用關(guān)系基礎(chǔ)上分析論證，參考前人研究的充填體強(qiáng)度形成規(guī)律，進(jìn)一步建立了充填支架初撐力計(jì)算公式，并得出初撐力的大小隨著充填體壓縮率的增大而增大。隨著工作面推進(jìn)距離的增加，充填支架初撐力大致以對(duì)數(shù)形式增加，并逐漸趨于穩(wěn)定。
　　其次，基于充填支架與圍巖關(guān)系的理論分析、在新陽(yáng)礦原有的支架結(jié)構(gòu)參數(shù)和液壓支架的基本設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上，對(duì)膏體充填工作面的充填液壓支架進(jìn)行了輔助

3、機(jī)構(gòu)分析優(yōu)化和主體承載結(jié)構(gòu)的三維建模。基于充填開(kāi)采特殊工況，通過(guò)ANSYS有限元分析對(duì)支架底座扭轉(zhuǎn)、集中加載、頂梁偏載、中部及兩端集中加載方式進(jìn)行壓架實(shí)驗(yàn)。得出充填支架在充填初期的頂梁偏載、底座扭轉(zhuǎn)加載的工況下受到的應(yīng)力最大，其最大應(yīng)力為139.91MPa，支架的后立柱部分受到的應(yīng)力普遍較大，為充填支架的優(yōu)化提供了一定的數(shù)據(jù)支持。
　　最后，針對(duì)該礦的實(shí)際情況，建立了充填液壓支架的液壓系統(tǒng)仿真模型，對(duì)支架立柱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的各部件